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基于动态语义的Web服务描述

江志雄  
【摘要】: 语义Web服务是将语义Web技术和Web服务技术结合起来,引入本体来增强对Web服务的语义描述,使得Web服务的描述成为机器可读和可理解,并利用语义的推理技术使Web服务的发现、组合和激发等行为高度自动化。 当前的语义Web服务描述语言对服务的动态语义信息描述不足,缺乏对复杂Web服务的状态转换和行为约束的刻画,无法提供对服务动态行为和时序特性的推导。复杂的Web服务的行为经常是持续交互的过程,这种复杂的Web服务不是一步就可以完成的,它们要保持与其他Web服务或请求者进行持续交互,不断根据交互过程中的一系列中间状态做出反应,其反应行为常常要依赖执行当中的中间状态,表现出时序特性。当描述这样的(组合)服务或应用系统时,关注点不仅仅是简单地根据输入信息直接计算出输出的信息,而是关注这些(组合)服务是如何交互的,交互过程是如何根据产生的中间状态进行计算的。服务的规约不仅要说明在初始和最终状态中所需要保持的断言,而且也要描述中间状态,这些中间状态对于服务的下一步执行决策非常重要。 为了使Web服务的发现、组合和验证等行为高度自动化和准确化,需要一种语义Web服务描述语言,支持丰富的Web服务规约描述,既能精确描述Web服务的相关领域知识的静态语义,同时又能刻画Web服务的状态变化、时序特性等动态语义,深入描述Web服务的各个方面,从而为服务的发现、组合等相关任务提供坚实的语义基础。 本文中我们提出了一种描述框架来支持丰富的语义描述,以便更好地支持精确的Web服务的发现和准确的服务组合等任务。 1.在Web服务的语义描述框架方面,针对单纯的静态语义信息描述存在的不足,对OWL-S的过程模型进行了动态语义信息描述能力的扩充,提出了Web服务语义描述语言OWL-DS,给出Preconditions和Efffects的明确语法定义,按照传统描述逻辑的语义解释给出了基于状态和状态转换的Web服务的动态语义解释。提出了三种基本推导服务:可执行性(Executability)、可投射性(Projection)和一致性(Consistence)。OWL-DS具有描述Web服务的动态和静态语义知识的描述能力。 2.基于OWL-DS的Web服务描述,定义了Web服务之间的语义匹配计算,并根据语义匹配计算定义了丰富的匹配关系,为基于丰富语义的Web服务发现和组合奠定了的基础。同时将OWL-DS的语义匹配计算问题转化为传统描述逻辑的合取查询蕴含问题,以复用成熟的描述逻辑系统来支持语义匹配计算。 3.在OWL-DS对动态语义的描述基础上,针对复杂Web服务的时序特性,进一步对过程模型进行了扩充,增加了特征谓词Assumption和Commitment,用于对Web服务的时序特性进行描述,扩充得到描述语言OWL-TDS。OWL-TDS描述中的特征谓词Preconditions、Effects用于刻画web服务的状态转移,Assumption、Commitment用于描述web服务的持续交互特性。 4.提出了一种OWL-TDS到逻辑程序的转换方法,定义了相应的转换规则,将OWL-TDS描述转换成逻辑程序,将三个基本推导方法问题转换为逻辑程序的应答集的计算问题,证明了OWL-TDS基本推导方法与应答集之间的对应关系,以便利用现有的逻辑程序系统(如SMODLE、DLV)来支持OWL-TDS的服务描述和推导,从而可以确保我们的方法可以有效地应用于服务发现、组合、规划等的自动化工作中。


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